Захист користувачів. Частина 4

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою мегомметрів, тестерів ізоляції, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

10. У чому різниця між вимірюваннями параметрів заземлення та безперервності?

Належна ізоляція – це перша «лінія оборони» для користувачів електротехнічного обладнання, а саме: відсутність витоків і, відповідно, ураження людей електричним струмом, часто з фатальними наслідками. Коли виникає проблема з першою "лінією оборони", тоді вже якісно виконане заземлення "входить у бій", являючи собою "другий ешелон" захисту користувачів (після витоку електрики відбувається відтік цієї електрики в землю). Коли обладнання знаходиться під впливом струму, а люди тим чи іншим чином торкаються зовнішнього корпусу цього обладнання, то оскільки людське тіло має досить високий опір щодо землі, тоді з еквівалентної схеми випливає, що коли два опори з'єднані паралельно, то шунт великого опору малий, у чому полягає сенс другий лінії схеми захист. Ось тому заземлюючий провід електрообладнання має бути встановлений правильно (що критично важливо), щоб струм можна було швидко відвести на землю у разі його витоку.

Тестування заземлення (GB) проводиться за допомогою великого струму від 25 до 40 ампер, щоб падіння напруги на заземлювальному відводі склало діапазон 4-12 вольт. З урахуванням закону Ома цей опір заземлення становить рівень мОм, час перевірки GB становить близько двох хвилин, що потрібно деякими стандартами, або, принаймні, від 5 до 10 секунд.

Випробування на безпеку включають одне функціональні моделі з змінною напругою (ACW) або моделі «два в одному» з змінною напругою (ACW)/постійною напругою (DCW); Витримувана напруга змінного струму (ACW)/постійна напруга (DCW)/опір ізоляції (IR) моделі, що витримується, «три в одному»; і моделі «чотири в одному», що витримують напругу змінного струму (ACW)/постійна напруга (DCW)/опір ізоляції (IR)/опір заземлення (GB). Якщо ви хочете мати функцію перевірки опору заземлення GB, вам необхідно вибрати модель «чотири в одному», тому ціна буде дорожчою.

Тим не менш, мають місце окремі моделі аналізаторів напруги, що витримуються, такі як аналізатори електробезпеки серії GPT-10000 компанії GW Instek (і їх аналогів у Uni-Trend і Siglent), в яких перевірка цілісності заземлення (GC) є стандартною функцією. При процедурах перевірок цілісності заземлення (GC) для вимірювання опору використовують невеликий струм, що дуже схоже на принцип перевірки цілісності ланцюга мультиметрами. Тобто, щоб виміряти, чи задіяна лінія заземлення, на це знадобиться дуже короткий час перевірки (близько 1 секунди). Але точність виміру (на рівні Ом) не така хороша, як у GB. Якщо ваше обладнання не має функції GB, то функція тестування з GC здатна, як мінімум, визначити цілісність заземлення.

Прилади, що застосовуються для вимірювання опору ізоляції або випробувань на витримування напруги, призначені для генерування високої напруги, вимірювання малих струмів, після чого перетворення опору за законом Ома. Попередні стандарти не враховували багато загроз безпеки користувачам.

Ці небезпеки полягають у тому, що:

1. Початкових основних вимог щодо параметрів ізоляції недостатньо для гарантованої безпеки користувачів.

2. Людський фактор: кнопка управління високовольтним виходом приладу може бути помилково задіяна.

3. Прилад може опинитися в небезпечному для оператора стані автоматичного виведення після відключення системи живлення або його відновлення.

4. Пристрій не здатний ефективно розрядити вже протестовану залишкову напругу до безпечного рівня.

5. На задній панелі немає індикації - попередження за наявності на цій панелі вихідних терміналів.

IEC/EN 61010-1:2010

Вимоги безпеки до електричного обладнання для вимірювання, контролю та лабораторного використання.

Частина 1: Загальні вимоги. Прилад повинен відповідати стандартам IEC/EN61010. Через описані вище загрози безпеки, у 2017 році до приладових комплексів для випробування опору ізоляції та витримуваної напруги було застосовано стандарт IEC 61010-2-034: 2017 «Вимоги безпеки для вимірювального, контрольного та лабораторного електроустаткування». Особливі вимоги пред'явлені до обладнання для вимірювання опору ізоляції та випробувань напругою, що витримується. При цьому має місце обов'язкова умова, що прилади для вимірювання опору ізоляції та пристрої для випробувань на напругу, що витримується, з вихідним параметром перевищує 50 вольт (змінний струм) або 120 вольт (постійний струм), повинні відповідати цьому новому стандарту.

  Після анонсування цього стандарту він набув чинності у 2021 році. 12 липня 2019 року UL випустила ще одні стандарти UL61010-2-034 з посиланням на аналоги IEC. 24 грудня 2020 Китай випустив четверту партію обов'язкових національних стандартів на 2020 рік. (Номер файлу Національного комітету зі стандартів Fa [2020] № 53) серійний номер 115 відповідав IEC61010-2-034 як номер плану 20204746-T-604. , Що яскраво демонструє факт того, що промислово розвинені країни дуже серйозно ставляться до питань безпеки.

16 квітня 2020 року компанія GW Instek випустила аналізатор електробезпеки серії GPT-10000, який є першим у світі аналізатором безпеки, що відповідає стандартам IEC-61010-2-034, та забезпечує повний захист від вищезгаданих загроз безпеці.

У високовольтних реле та високовольтних трансформаторах застосовуються деталі з подвійною структурою ізоляції, а встановлені відстані доріжок на високовольтних платах також повинні мати подвійну ізоляцію. Відбулися зміни у конструкціях вимірювальних схем та доданий захисний імпеданс для ізоляції небезпечної напруги на високовольтній лінії, що відповідає вимогам подвійної ізоляції.

Щоб відповідати положенням нового стандарту IEC про непередбачені вихідні параметри напруги, рекомендується зробити один із наступних контрзаходів.

2-1: Перемикач високовольтного виходу необхідно натиснути та утримувати протягом 1 сек., перш ніж він зможе подавати сигнал (враховуючи зручність та ефективність випробувань на безпеку, модельний ряд приладів GW Instek GPT-10000 застосовує цей контрзахід).

2-2: Для активації вихідного перемикача потрібний відповідний ключ.

2-3: Вихідний перемикач повинен знаходитись під захисною кришкою із пружинкою. При запуску необхідно відкрити кришку пружини, перш ніж натискати на вихідний перемикач.

2-4: Необхідно використовувати обидві руки, щоб одночасно задіяти два перемикачі для виведення

Після того, як джерело живлення на вхідній стороні приладу виходить з ладу, а згодом відновлюється, навіть якщо вихідний перемикач натиснутий, пристрій все одно повинен знаходитись у безпечному стані (без небезпеки шкоди здоров'ю користувачів). Після того, як приладові комплекси GW Instek GPT-10000 виявлять зникнення джерела живлення на вході, протягом 10 циклів, вихід припиниться.

Додайте в ланцюг розряду ще й розрядний резистор опором 56 кОм, щоб гарантувати, що механізм розряду після випробування великої ємності в режимі постійного струму повинен бути розряджений до безпечної напруги нижче 30% за період 10 секунд.

Стандарт IEC вимагає використання миготливого (50-300 разів на хвилину), або постійного червоного сигнального світла, або застосування видимого індикатора висококонтрастного кольору, або індикатора великої гучності, а також звукове попередження (понад 70 дБА/менше 5 кГц).

Рекомендації щодо самозахисту під час використання високовольтних приладів.

Навіть якщо застосовується прилад, за характеристиками в повній відповідності до останніх стандартів безпеки IEC61010-2-034, а на місці використання не дотримуються методів безпечної установки та експлуатації, все одно оператор приладу наражається на небезпеку. Прилад просто повинен бути належним чином заземлений. Важливість заземлення вже пояснювалася у розділі 10 цієї статті. Але як визначити якість заземлення будівлі чи споруди? Чи заземлені вони, навіть коли в розетці є три отвори?

Примітка. Ця картинка взята ласкавого дозволу сайту Amprobe.

Мал. 10. Пристрої перевірки роз'ємів живлення

Будь-який мультиметр можна задіяти як простий засіб тестування потужності, як це продемонстровано на малюнку 10. За допомогою цього приладу є можливість перевірити, чи правильно виконане заземлення, а також переплутаний чи ні провід під напругою та нейтральний провід, а також безліч інших проблем з розподілом потужності . Модельний ряд приладів GW Instek GPT-10000 має додаткову клему заземлення на задній панелі. Якщо три вилки джерела живлення не заземлені належним чином, ви можете використовувати цю клему для додаткового додаткового заземлення. Крім того, сам прилад має функцію локалізації неналежної умови заземлення. При виявленні порушення заземлення вихідний сигнал буде блоковано для виконання вимог захисту (цю функцію можна вимкнути за бажанням користувача).

Мал. 11. Задня панель GW Instek GPT-10000.

Крім того, необхідні такі заходи безпеки, як ізоляційні килимки для столів, підлоги з ізоляційного матеріалу, рукавички з ізоляцією і захисні окуляри. Оскільки під час роботи потрібні ізоляційні рукавички, відповідно не вдасться використовувати інтерфейс керування із сенсорним екраном.

Планування випробувань та встановлення обладнання – від наукових досліджень та розробок (НДДКР) до випробувань безпосередньо на виробничих лініях

НДДКР: за допомогою надмірного рівня експериментів, щоб отримати відомості про переваги тих чи інших ізоляційних матеріалів. Тестер безпеки повинен мати функцію сканування кривої V-I для підтвердження пробою ізоляції. Далі, за допомогою функції генерування статистики розраховується середнє значення рівня ізоляції та затверджується стандарт приймання виробничих випробувань. Криву V-I пробою ізоляції можна розглянути малюнку 7, а статистичний аналіз представлений малюнку 12.

Модельний ряд приладів GPT-10000 має функцію реєстрації екранного зображення, яка здатна зберігати тестові картинки для спрощення роботи за стандартними процедурами (SOP) з метою складання звітів про випробування або тестування на виробничих лініях, що суттєво економить час.

Розгортання виробничих випробувань: коли процес стабільний і вихідні параметри високі, ефективність такого роду випробувань можна підвищити за допомогою зовнішнього сканера мультиплексного або вбудованих багатоканальних аналізаторів безпеки (див. рис. 13). Якщо аналізатор безпеки для виробничих випробувань підтримує функцію копіювання налаштувань USB-накопичувача, це істотно економить час тестування виробничого процесу.

Рисунок 12 – Результати аналізу у форматі статистики

Мал. 13. Пропоновані рішення багатоканального тестування.

Висновки та Висновки

Затвердження параметрів напруги, що витримується, для випробувань ізоляції, що відповідає останньому стандарту безпеки IEC 61010-2-034:2017, і належно виконане заземлення є ключовими факторами для забезпечення безпечного використання технологічного обладнання. Найголовнішим елементом є розуміння стандартів випробувань і, що не менш важливо, принцип роботи приладу. Виробник має надію, що пояснення цих десяти розділів принесе користь інженерам з безпеки.

Сумна статистика:

У місті Тайбей у період з 2017-2019 років пожежі, пов'язані з «електричними факторами», склали 20,1% (783 випадки з 2560), а кількість жертв від такого роду пожеж становила 29 осіб, а отримали поранення 46,8%, при 15 смертельних випадках, що становило 34,1%. Ці дані наочно свідчать про те, що інженери з безпеки зобов'язані найсуворіше перевіряти електробезпеку обладнання, щоб звести до мінімуму такі сумні цифри.

Магазин Gtest® - офіційний постачальник мегометрів в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/megaommetr

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry